A quando la prossima esplosione?

Consiglio per un viaggio: Yellowstone nel Wyoming. Innamorata dell'Ovest degli Stati Uniti e a caccia di notizie scientifiche da commentare con voi, non ho potuto fare a meno di riassumervi questa intrigante ricerca scientifica comparsa lo scorso 2 febbraio sulla rivista Nature. Si parla di vulcani, di caldere, di immense esplosioni e, fate bene attenzione, di come prevedere questi eventi.
Ecco la storia. Una caldera, dallo spagnolo "pentolone", è un'ampia depressione formata da un'esplosione vulcanica. Il collasso del tetto della camera magmatica, causato dal drenaggio verso la superficie di grandi quantità di lava, è la causa della formazione delle caldere, di solito delimitate da ripide pareti. La più grande caldera al mondo è proprio quella di Yellowstone. Le eruzioni vulcaniche che originano le caldere non sono, fortunatamente, frequenti. Sono, tuttavia, eventi catastrofici capaci di riversare anche in poche ore da decine a migliaia di chilometri cubi di magma in superficie con gigantesche esplosioni. Nessuna di queste eruzioni è stata monitorata durante le fasi preliminari e i segnali premonitori sono poco conosciuti. Non è un caso che segnali geofisici evidenziati durante recenti attività delle caldere di Yellowstone o dei Campi Flegrei, vicino Napoli, sono risultati molto difficili da interpretare.

Tre foto del mio viaggio nel parco di Yellowstone (agosto 2011).
E' un luogo incantevole dove si provano emozioni forti, soprattutto se appassionati di scienza e natura. La visione dell'immensa caldera del vulcano di Yellowstone è impressionante.
Le sorgenti calde colme di microorganismi estremofili affascinano la mente, così come i paesaggi lunari prodotti dal caldo che viene dal basso!!!

Ecco, quindi, che alcuni studiosi hanno condotto una ricerca per meglio interpretare i fenomeni geofisici collegati all'attività delle caldere. E sapete di cosa si sono serviti? Delle tracce lasciate da una delle più grandi esplosioni vulcaniche del passato. Nel 1600 a.C. una spaventosa esplosione del vulcano di Santorini, vicino all'isola di Creta nel mar Egeo, pose fine alla civiltà minoica. Gli scienziati hanno ricostruito gli eventi pre-esplosione studiando la diversa natura chimica dei cristalli depositati nelle rocce della zona, risalenti a questo periodo. I risultati della ricerca hanno messo in evidenza che il magma siliceo può passare rapidamente, in termini geologici, da uno stato quiescente ad uno stato di pre-eruzione. L'analisi delle rocce di Santorini ha permesso di capire che, nonostante l'eruzione del 1600 a.C. abbia rilasciato una quantità enorme di magma (40-60 km3) e sia avvenuta dopo un periodo di gestazione di ben 18000 anni, i cristalli che compongono tali rocce conservano la memoria di processi avvenuti meno di 100 anni prima dell'eruzione. Cioè, il vulcano è rimasto quiescente per 18000 anni, ma poi in 100 anni si sono verificati tutti gli eventi che lo hanno portato all'eruzione. E sono proprio questi eventi che sono rimasti impressi nelle rocce di Santorini!

Una ricostruzione 3D della caldera di Yellowstone. Sotto il supervulcano di Yellowstone ci sarebbe una massa di roccia fusa racchiusa in una caldera profonda 660 km ed ampia 72 km.
(http://images.nationalgeographic.com/wpf/media-live/photos/000/116/cache/yellowstone-magma-plume_11653_600x450.jpg).

Gli scienziati hanno scoperto che il magma si è accumulato nella zona sottostante la caldera in pochi eventi concentrati in meno di 100 anni prima dell'esplosione. Questa ricostruzione è stata condotta osservando vere e proprie "zone di cristallizzazione" nelle rocce. I cristalli che si formano nelle rocce dicono molto sui processi di fusione e raffreddamento del magma, così come sugli intervalli di tempo necessari perché questi fenomeni si verifichino. Un cristallo che si forma all'interno di una massa rocciosa fusa incorpora quantità di elementi chimici secondo leggi fisiche ben precise. Se poi questi cristalli vengono incorporati da altre masse rocciose fuse, essi diffondono all'interno della nuova massa rocciosa verso una nuova condizione di equilibrio. Tale processo crea all'interno delle rocce dei gradienti di diffusione dei cristalli che possono essere studiati per fornirci informazioni preziose sulla tempistica di formazione di queste stesse "zone" di diffusione. Così, studiando la comparsa e la scomparsa di queste "bande di cristallizzazione", si può conoscere ciò che è accaduto prima dell'esplosione vulcanica.
Questa ricerca ci dice chiaramente che, anche se i periodi di "riposo" di una caldera possono essere molto lunghi, nel giro di pochi decenni l'attività magmatica può riprendere preludendo ad una nuova esplosione. Lo studio delle zone di cristallizzazione nelle rocce di Santorini ci fa rilfettere sul fatto che potremmo avere in mano uno strumento scientifico per riuscire ad interpretare i segnali premonitori forniti da una caldera che sta per esplodere. E sinceramente sarebbe piacevole sapere se ci troviamo nel periodo di riposo del supervulcano di Yellowstone o nei cento anni precedenti alla sua esplosione! Non vi pare?

Referenze
Druitt T.H, Costa F., Deloule E., Dungan M., Scaillet B. (2012) Decadal to monthly timescales of magma transfer and reservoir growth at a caldera volcano. Nature 482: 77-82.

Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it)